中国散裂中子源

中国散裂中子源(CSNS)是国家“十一五”期间重点建设的大科学装置,是位于国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。CSNS由中科院和广东省共同建设,选址于广东省东莞市,项目预计总投资为23亿元人民币。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置,可带动物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米科学、医药、国防科研和新型核能开发等学科发展。建成后,CSNS将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源,和正在运行的美国、日本与英国散裂中子源一起,构成世界四大脉冲散裂中子源。2018年8月23日,中国散裂中子源通过国家验收,投入正式运行,并将对国内外各领域的用户开放。2018年12月20日,中国散裂中子源当选为2018年度科技类十大流行语。

基本信息

  • 中文名:中国散裂中子源
  • 英文名:China Spallation Neutron Source
  • 简 称:CSNS
  • 创办时间:2011年动工、计划2017年前后建成
  • 类 别:国家“十一五”期间重大科学装置
  • 建设单位:中科院和广东省(东莞大朗镇)
  • 预计总投资:22亿元人民币(CSNS项目)
  • 前沿高科技:成为发展中国家第一台散裂中子源
  • 美-日-英-中:世界四大脉冲散裂中子源

基本情况

中国散裂中子源正在加载中国散裂中子源

中国散裂中子源是我国“十一五”期间重点建设的十二大科学装置之首,是国际前沿的高科技多学科应用的大型研究平台。该项目总投资约23亿元,由中国科学院和广东省人民政府共同建设,将于2018年前后建成。建成后将成为中国最大的科学装置,在世界上是第三大散裂中子源装置,仅次于美日,是英国散裂中子源功率的4倍,构成世界四大脉冲式散裂中子源。
该项目将为我国在物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米科学、医药、国防科研和新型核能开发等学科前沿领域的研究提供一个先进、功能强大的科研平台。

中国散裂中子源(CSNS)将建在广东省东莞市大朗镇,广东省人民政府首期将提供400亩装置用地和松山湖科技产业园区33亩生活用地及七通一平条件,同时广东省人民政府(包括东莞市)在项目建设期间共为中国散裂中子源项目及广东东莞散裂中子源国家实验室提供配套建设资金5亿元,由中国科学院负责承建。广东提供的5亿元经费用于CSNS配套设施、广东东莞散裂中子源国家实验室基础设施建设及人才引进等。CSNS选址在广东省,将充分利用广东省的经济优势,形成南北均衡的科研布局,提高南方各省在大科学装置上开展基础科学研究和工业研发的水平,进一步带动整个南方经济的发展。
项目法人单位中国科学院高能物理研究所具有建设大科学装置的丰富经验,成功建造了北京正负电子对撞机和我国第一台35MeV质子加速器,拥有一支可承担加速器理论设计、机械设计、设备安装、调试和运行的高素质的科研技术队伍,并在探测器等领域拥有国内一流的技术储备。共建单位中国科学院物理所已在中子散射的应用领域从事研究20余年,是国内中子散射重要的研究基地,积累了丰富的中子散射和以及相关的中子物理的知识和经验;靶站建设方面,中国科学院物理所还有一支由该领域老中青科学家组成的精干的队伍,通过前期预研工作,在靶站的关键技术方面取得了一系列重要成果。除此之外,CSNS项目还与国内其他相关研究单位和大学采取强强联合、优势互补的合作战略,已经有中国原子能科学研究院、中国科学院兰州近代物理研究所等多家单位加入到了合作行列,共同为CSNS项目的成功建设贡献力量。
装置建成后,为更好地实现开放和共享,年度运行计划将在充分听取科技委员会和用户委员会意见的基础上审定,并由理事会监督执行。随着国家实验室的设立,基于装置的多学科研究中心和广泛用户群体,CSNS能够跟踪国际散裂中子应用领域最新实验方法和成果,自主研发,创新超越,充分利用装置的高性能和可升级性,为人类科学事业和社会进步做出贡献。
可以预见,CSNS装置的建成及运行必将对南方各省、全国以及东南亚地区产生长期、巨大的科学影响及社会、经济效益。

项目背景

中国散裂中子源正在加载中国散裂中子源

先进的中子源是中子科学研究的基础。自1932年中子被发现以来,能产生高通量中子的中子源一直是科学家不断努力追求的目标。
高通量的中子源包括反应堆和散裂源。核反应堆是一种稳定连续的中子源,在中子科学研究中发挥了巨大的作用。通常使用235U作为核燃料,每次核裂变产生一个有效中子,而释放180MeV的热量。堆芯中如此大量的热量必须及时有效地带出,才能保证反应堆正常运行。正是因为堆芯散热条件的限制,反应堆中子通量在上世纪六、七十年代就达到了饱和。全球公认通量最高的中子散射研究用反应堆是法国的ILL(Grenoble),通量为1.5×1015/cm2/s。
随着科技的进步,相应的研究体系如薄膜、纳米团簇、生物大分子和蛋白质等,尺度分布更大,获得数量在克量级的样品更为困难。因此,小样品的快速、高分辨的中子散射测量迫切需要新一代通量更高、波段更宽的中子源,散裂中子源应运而生。脉冲散裂中子源突破了反应堆中子源的中子通量的上限,正快速地向前发展。
散裂中子源是由加速器提供的高能质子轰击重金属靶而产生中子的大科学装置。通过原子的核内级联和核外级联等复杂的核反应,每个高能质子可产生20~40个中子,每产生一个中子释放的热量仅为反应堆的约四分之一(~45 MeV)。从反应堆中子源发展到高通量脉冲散裂中子源,使中子探针的功能变得日益强大。

建设目标

CSNS的建设将涵盖我国凝聚态物理、化学、材料等多学科领域应用的需要,同时兼顾生命科学、工业应用等领域研究的应用需求。建成后将在发现新型高温超导材料、形成氢离子运动的凝聚态物理新理论、DNA分子识别的纳米自组装、蛋白质相互作用等一系列领域有望获得重大突破。每年将有上千研究人员在散裂中子源利用不同的谱仪互相交流协调、启发借鉴,不同学科也有机会实现渗透、交叉,开辟新领域,创建新学科。工农业生产领域中的许多问题,如研究石油输油管线裂纹的成因、测量飞机涡轮的叶片与轮盘的焊接应力、研究大豆根系的生长等,也能在散裂中子源的帮助下解决。
CSNS的建设过程中,将有大量技术难关等待中国最高水平的科研力量携手攻克。质子加速器、靶站、中子散射谱仪的建设,都涉及大量具战略意义的高技术。建设这样的大科学装置,能直接促进相关高科技研究和工业的发展,还能为我国培养和凝聚一大批高水平的科研人才和工程管理人员。

网络不给力?请 刷新

无更多信息

大家都在搜